Question

【題目】工業(yè)上用硫鐵礦石（主要成分FeS2）在沸騰爐中焙燒，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，得到硫酸，焙燒后的礦渣用于煉鐵。其轉(zhuǎn)化過(guò)程如下圖所示（部分條件、反應(yīng)物和產(chǎn)物已略去）：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在上面轉(zhuǎn)化過(guò)程中，硫元素被氧化的反應(yīng)是________（填反應(yīng)編號(hào)）。

（2）寫出反應(yīng)②中煉鐵的化學(xué)方程式_____________。若用1000t含雜質(zhì)28%的礦渣煉鐵，理論上可得到含鐵96%的生鐵質(zhì)量為_____________ t．

（3）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式 ，若有12.0g FeS2參加反應(yīng)，則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 。

（4）煙氣中SO2的排放會(huì)造成酸雨，工業(yè)上常用Na2SO3溶液來(lái)吸收SO2以減少對(duì)環(huán)境的危害。

①常溫下，將SO2通入一定體積的1.0mol·L－1Na2SO3溶液中，溶液pH不斷減小。當(dāng)溶液pH約為6時(shí)，吸收SO2的能力顯著下降，此時(shí)溶液中c（SO32－）的濃度是0.2mol·L－1，則溶液中c（HSO3－）是 mol·L－1。用化學(xué)平衡原理解釋此時(shí)溶液顯酸性的原因 。

②向①中pH約為6時(shí)的吸收液中通入足量O2充分反應(yīng)。取反應(yīng)后溶液10mL與10mLBaCl2溶液混合，欲使混合時(shí)能生成沉淀，所用BaCl2溶液的濃度不得低于 mol·L-1。[已知25℃時(shí)，Ksp(BaSO3)=5.48×10-7, Ksp(BaSO4)= 1.08×10-10]

Answer 1

【答案】（1）①③（2分）

（2）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2（2分） 525（2分）

（3）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2（2分） 6.62×1023（或1.1NA）（2分）

（4）①1.6（2分） HSO3－H＋+SO32－和HSO3－+H2OH2SO3+OH－，HSO3－的電離程度大于其水解程度（2分） ②2.4×10-10mol·L-1（2分）

【解析】試題分析：（1）反應(yīng)①中硫元素被氧化生成SO2，反應(yīng)③中硫元素被氧化生成SO3，反應(yīng)④是非氧化還原反應(yīng)，則在上面轉(zhuǎn)化過(guò)程中，硫元素被氧化的反應(yīng)是①和③。

（2）反應(yīng)②中氧化鐵被CO還原生成單質(zhì)鐵，則煉鐵的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。若用1000t含雜質(zhì)28%的礦渣煉鐵，則根據(jù)鐵元素守恒可知理論上可得到含鐵96%的生鐵質(zhì)量為＝525t。

（3）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，每消耗4molFeS2轉(zhuǎn)移44mol電子，即每消耗120gFeS2轉(zhuǎn)移11mol電子，因此若有12.0g FeS2參加反應(yīng)，則發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.1mol×6.02×1023/mol＝6.62×1023。

（4）①由Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3，c（SO32-）的濃度是0.2molL-1，則反應(yīng)的Na2SO3溶液為1.0mol/L-0.2mol/L＝0.8mol/L，由反應(yīng)中的物質(zhì)的量關(guān)系可知，生成的c（HSO3-）為0.8mol/L×2＝1.6mol/L；溶液中存在平衡：HSO3－H＋+SO32－和HSO3－+H2OH2SO3+OH－，由于HSO3－的電離程度大于其水解程度，影響溶液顯酸性。

②根據(jù)①中分析可知溶液中最終得到的硫酸根的物質(zhì)的量濃度是1.8mol/L，與等體積氯化鋇溶液混合后變?yōu)?/span>0.9mol/L，則要生成沉淀必須滿足0.9×c/2≥1.08×10-10，解得c≥2.4×10-10mol·L-1。